開業時に用意された車両は電動客車（定員50人）3両（4両という資料あり）、附随客車（定員50人）3両（4両、または2両という資料もあり）、電動貨車3両、無蓋貨車5両すべて梅鉢鉄工所製四輪車。1926年に附随客車（53）を電動客車化。廃車した電動貨車（101）の電装品を使用。1932年電動貨車（102）を有蓋貨車に改造。1933年附随客車（52）を電動客車（5）に改造。
※呼称は廃止時点のもの。御所橋は仮駅。尾道駅 - 御所橋駅（仮） - 西尾道駅 - 地方事務所裏駅 - 青山病院前駅 - 宮ノ前駅 - 栗原駅 - 尾道高校下駅 - 三美園駅（さんびえん）- 三成駅（みなり）- 木梨口駅 - 遊亀橋駅（ゆうきばし）- 木頃本郷駅（きごろほんごう）- 石畦駅（いしぐろ）- 西校上駅（にしこううえ）- 畑駅 - 諸原駅 - 市駅（いち）路線中の最高所は畑駅。諸原駅は高低差があるためスイッチバックであった。車庫および変電所は三成に設けていた。また、旧栗原駅の北側には1988年に山陽新幹線の新尾道駅が設けられている。仮駅である御所橋駅と同名の橋が、（埋め立てられ現在の位置に河道が付け替えられる前の）旧栗原川に架けられていた。
こうした状況から、もはや鉄道事業の存続は困難との結論に達し、1964年（昭和39年）8月1日、鉄道事業を廃止し、バス専業へと転換した。その後6年ほどはバス事業者として生きながらえていたが、1970年（昭和45年）3月5日、福山市に本拠を置くバス会社であるニコニコバス（合併と同時に社名を中国バスに変更）へ吸収合併され、法人としても消滅した。
それでも、第二次世界大戦終戦直後は、急増した輸送需要に活況を呈したが、物不足の折、補修部品の入手もままならず、車両は酷使され続けた。そして、1946年（昭和21年）、尾道鉄道電車脱線転覆事故を起こしてしまう。詳細は当該記事を参照してもらうが、簡単に説明するならば、登坂中に架線から電気を取り込むためのトロリーポールが外れて車両が停止、やがて重力に従い坂道を逆走しながら加速し続けた末カーブに突入、脱線転覆して多数の死傷者を出したのである。この事故以降、車両の集電装置をトロリーポールからパンタグラフへと変更した。1949年（昭和24年）には、鉄道線と並行し閑古鳥であったため休止していた栗原通りのバス路線免許を尾道市営バス（当時）に売却するという大失態を演じてしまう。みるみる内に電車とバスの優位は逆転し、栗原駅以南の市街地の乗客を市営バスに献上する事態となる。1951年度（昭和26年度）から1956年度（昭和31年度）の間、鉄道部門の赤字をバス部門の利益でカバーするという状況が続き、収入の8割以上がバス部門によるものだったという。それでも会社全体の営業収支は常に赤字だった。同年に、国鉄尾道駅から西尾道駅近くの飼料工場までの貨車を当社路線を使って直通させるようにしたり、1957年（昭和32年）2月3日には、負担の大きい区間である石畦－市間を廃止するなどしたが、抜本的な経営改善とはならず、通学客が殺到する朝夕のラッシュ時を除けば、「空気を運んでる」と揶揄されるほど乗客が少ない有様となった。末期には、乗客数に占める通学定期客数の割合が、全体の70から75％にも上ったという。
世界的に著名なクロスカントリー車であり、その耐久性は世界中で高い評価を受けている。「ランドクルーザー」という車名は1954年6月より使用されており、現在では（2019年9月時点）、一つの車名で継続生産されている日本製の自動車としては65年を超える最も長い歴史を持つ。初期の生産は2ドアから始まった。その後、40系で大型化し、50系、60系とさらに車体の大型化が進んだ。現在の生産・販売は、4ドアの大柄な車体と先進および高級装備を持つ「ステーションワゴン」系の車種と、主に業務用途向けとして多彩な車種を展開する「70ヘビー系」（ヘビーデューティ）の車種、そして、「70ライト系」（ライトデューティ、日本国内での車名はランドクルーザーワゴン） から発展したSUV「ランドクルーザー プラド」という車種の、車格も仕様も異なる三系列が並行している。現在のステーションワゴン系の車種は、レクサスLX570の姉妹車でもあるV型8気筒エンジンを搭載したランドクルーザー200であり、欧州など、仕向け地によっては車名がランドクルーザー V8 となる（100系の欧州名はアマゾン = Amazon）。現在のヘビー系の車種は70系である。長大な車体を持つ78と79を中心に世界各国に向けて輸出が続けられている。国内では貨物登録（1、4ナンバー）であったため、NOx規制法およびPM規制条例により、2004年（平成16年）7月に販売を終了していた。復活を望むファンの強い要望に応え、誕生30周年を記念して2015年（平成27年）6月30日生産分までの期間限定で約10年ぶりに発売された。現在のSUV系の車種であるランドクルーザー プラドは、2ドアのショートと4ドアのロングのバリエーションを持ち、乗用との部品共用化を進めた車体である。詳しくはランドクルーザー プラドを参照。2019年9月20日に、ランドクルーザー プラドやレクサスブランドで発売されているLX及びGXを含めたシリーズのグローバル累計販売台数が同年8月末時点で1,001.5万台となり、BJ型の発売開始から68年で1,000万台を突破したことが発表された。